新高考高中物理 競賽專題6 狹義相對論 45題競賽真題強化訓練解析版

新高考高中物理競賽專題6狹義相對論45題競賽真題強化訓練解析版一、選擇題（每題2分，共20分）1.在狹義相對論中，當一質點的速度接近光速時，其質量會發(fā)生怎樣的變化？A.質量增加，速度增加B.質量增加，速度不變C.質量不變，速度增加D.質量不變，速度不變A.光子具有靜止質量，但沒有能量B.光子沒有靜止質量，但有能量C.光子既有靜止質量又有能量D.光子沒有靜止質量，也沒有能量A.\(L=L_0\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}\)B.\(L=L_0\sqrt{1+\frac{v^2}{c^2}}\)C.\(L=L_0\frac{1\frac{v^2}{c^2}}{1+\frac{v^2}{c^2}}\)D.\(L=L_0\frac{1+\frac{v^2}{c^2}}{1\frac{v^2}{c^2}}\)4.一電子以速度\(v=0.8c\)（其中\(zhòng)(c\)為光速）運動，其相對論性質量是靜止質量的多少倍？A.1.25倍B.1.67倍C.2.00倍D.5.00倍5.在狹義相對論中，兩個事件同時發(fā)生在某一慣性系中，那么在其他慣性系中，這兩個事件是否仍然同時發(fā)生？A.是的，同時性是絕對的B.不一定，同時性是相對的C.是的，同時性是相對的D.不一定，同時性是絕對的A.\(E=E_0\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}\)B.\(E=E_0\sqrt{1+\frac{v^2}{c^2}}\)C.\(E=E_0\frac{1\frac{v^2}{c^2}}{1+\frac{v^2}{c^2}}\)D.\(E=E_0\frac{1+\frac{v^2}{c^2}}{1\frac{v^2}{c^2}}\)7.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動，其相對論性動量\(p\)為多少？A.\(p=mv\)B.\(p=\frac{mv}{\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}}\)C.\(p=\frac{mv}{\sqrt{1+\frac{v^2}{c^2}}}\)D.\(p=\frac{mv}{\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}}\)8.在狹義相對論中，兩個事件在某一慣性系中的時間間隔為\(\Deltat\)，那么在其他慣性系中，這兩個事件的時間間隔為多少？A.\(\Deltat'=\Deltat\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}\)B.\(\Deltat'=\Deltat\sqrt{1+\frac{v^2}{c^2}}\)C.\(\Deltat'=\frac{\Deltat}{\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}}\)D.\(\Deltat'=\frac{\Deltat}{\sqrt{1+\frac{v^2}{c^2}}}\)9.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動，其相對論性動能\(K\)為多少？A.\(K=\frac{1}{2}mv^2\)B.\(K=\frac{1}{2}mv^2\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}\)C.\(K=\frac{1}{2}mv^2\sqrt{1+\frac{v^2}{c^2}}\)D.\(K=\frac{1}{2}mv^2\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}\)10.在狹義相對論中，兩個慣性系\(S\)和\(S'\)之間的相對速度為\(v\)，則\(S'\)系相對于\(S\)系的時間膨脹因子為多少？A.\(\gamma=\frac{1}{\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}}\)B.\(\gamma=\frac{1}{\sqrt{1+\frac{v^2}{c^2}}}\)C.\(\gamma=\sqrt{1\frac{v^2}{c^2}}\)D.\(\gamma=\sqrt{1+\frac{v^2}{c^2}}\)二、填空題（每空2分，共20分）1.狹義相對論的兩個基本假設是：______和______。2.根據(jù)狹義相對論，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動時，其相對論性質量\(m\)為______。3.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動時，其相對論性動量\(p\)為______。4.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動時，其相對論性動能\(K\)為______。5.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動時，其相對論性能量\(E\)為______。6.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動時，其相對論性動量和能量之間的關系為______。7.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動時，其相對論性質量、動量和能量之間的關系為______。8.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動時，其相對論性動量和能量之間的關系為______。9.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動時，其相對論性質量、動量和能量之間的關系為______。10.在狹義相對論中，一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動時，其相對論性質量、動量和能量之間的關系為______。三、解答題（每題10分，共50分）1.設一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動，其靜止質量為\(m_0\)。求該質點的相對論性質量、動量和能量。4.一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動，其靜止質量為\(m_0\)。求該質點的相對論性動量和能量。5.一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動，其靜止質量為\(m_0\)。求該質點的相對論性質量、動量和能量之間的關系。四、綜合題（每題15分，共30分）1.設一質點以速度\(v\)相對于觀察者運動，其靜止質量為\(m_0\)。求該質點的相對論性質量、動量和能量之間的關系，并解釋其物理意義。五、實驗題（每題10分，共20分）1.設計一個實驗來驗證狹義相對論中的時間膨脹效應。請描述實驗原理、步驟和預期結果。2.設計一個實驗來驗證狹義相對論中的長度收縮效應。請描述實驗原理、步驟和預期結果。競賽專題6狹義相對論45題競賽真題強化訓練解析版專題06狹義相對論版塊大綜合(競賽強基)真題考前訓練【高中物理競賽專題大全】競賽專題6狹義相對論45題競賽真題強化訓練解析版新高考高中物理競賽專題6狹義相對論45題競賽真題強化訓練解析版一、選擇題答案1.B2.B3.A4.D二、填空題答案1.1v^2/c^22.E=mc^23.L=L0sqrt(1v^2/c^2)4.E=mc^2+(1/2)mv^2三、計算題答案1.相對論性質量m=m0/sqrt(1v^2/c^2)動量p=mv/sqrt(1v^2/c^2)能量E=mc^2/sqrt(1v^2/c^2)2.(1)2.0c^2(2)1.5c四、綜合題答案1.相對論性質量m=m0/sqrt(1v^2/c^2)動量p=mv/sqrt(1v^2/c^2)能量E=mc^2/sqrt(1v^2/c^2)物理意義：質量、動量和能量隨速度變化，體現(xiàn)相對論效應。2.飛船上的人觀察到的時間膨脹效應：地球發(fā)出光脈沖的時間間隔為Δt=1年，飛船上的人觀察到的時間間隔為Δt'=Δt/sqrt(1v^2/c^2)。五、實驗題答案1.實驗原理：利用高速運動的粒子（如電子）在磁場中偏轉，驗證其質量隨速度增加而增加。步驟：測量粒子在不同速度下的偏轉半徑，計算其相對論性質量。預期結果：粒子速度越高，其相對論性質量越大。2.實驗原理：利用高速運動的尺子測量其長度變化。步驟：在實驗室中設置高速運動的尺子，通過光束反射測量其長度。預期結果：尺子長度隨速度增加而收縮。1.相對論性質量：m=m0/sqrt(1v^2/c^2)2.相對論性動量：p=mv/sqrt(1v^2/c^2)3.相對論性能量：E=mc^2/sqrt(1v^2/c^2)4.長度收縮：L=L0sqrt(1v^2/c^2)5.時間膨脹：Δt'=Δt/sqrt(1v^2/c^2)6.光速不變原理：在任何慣性系中，光速均為c7.洛倫茲變換：描述不同慣性系之間時空坐標的轉換關系各題型知識點詳解及示例1.選擇題考察學生對狹義相對論基本概念的理解，如質量增加、長度收縮、時間膨脹等。示例：題目1考查質量隨速度變化的規(guī)律，答案為B（質量增加，速度不變）。2.填空題考察學生對相對論公式和物理量的記憶與理解。示例：題目2要求填入質能方程E=mc^2，考查學生對質能關系的掌握。3.計算題考察學生對相對論公式的應用能力，包括質量、動量和能量的計算。